23、火山监测无线传感器网络的管理策略

火山监测无线传感器网络的管理策略

1. 地面组件介绍

地面组件由一套无线传感器节点组成，每个节点连接着一组变形监测传感器。这些变形监测传感器阵列包含GPS（全球定位系统）、地震、次声、RSAM（实时地震振幅测量）和闪电传感器。为保护传感器免受恶劣环境影响，每个套件及其传感器阵列都放置在一个盒子里，这些盒子会由直升机投放到圣海伦火山上。每个盒子配备了由喀斯喀特火山天文台的地球科学家设计的类似金属三脚架的结构，即“蜘蛛”，以确保盒子能在火山口正确放置。

无线传感器节点虽小巧紧凑，但配备了复杂且轻便的软件架构，具体如下：
- 链路层 ：负责维持节点间的正确连接和链路质量。
- 网络层 ：确保数据包的路由（包括从传感器到汇聚节点以及从汇聚节点到传感器）按照适当算法执行，还实现了智能广播算法。
- 传输层 ：负责所有数据包的传输，包括可靠传输和尽力而为传输，传输类型取决于具体情况和传输目标。
- 应用层 ：最顶层，由数据传感模块、网络管理模块和态势感知模块组成。数据传感模块控制数据包的时钟同步和时间戳，确保网络同步；地球科学家通过网络管理模块监测和控制网络，可监测网络当前状态并调整网络参数。

以下是传感器节点软件架构的示意表格：
| 层次 | 功能 |
| — | — |
| 链路层 | 维持节点连接和链路质量 |
| 网络层 | 执行数据包路由、实现智能广播算法 |
| 传输层 | 负责数据包传输 |
| 应用层 | 包含数据传感、网络管理